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|列兵
多孔材料,多孔材料是一種由相互貫通或封閉的孔洞構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料,孔洞的邊界或表面由支柱或平板構(gòu)成。典型的孔結(jié)構(gòu)有: 一種是由大量多邊形孔在平面上聚集形成的二維結(jié)構(gòu);由于其形狀類似于蜂房的六邊形結(jié)構(gòu)而被稱為“蜂窩”材料; 更為普遍的是由大量多面體形狀的孔洞在空間聚集形成的三維結(jié)構(gòu), 通常稱之為“泡沫”材料。如果構(gòu)成孔洞的固體只存在于孔洞的邊界(即孔洞之間是相通的),則稱為開孔;如果孔洞表面也是實(shí)心的,即每個(gè)孔洞與周圍孔洞完全隔開, 則稱為閉孔; 而有些孔洞則是半開孔半閉孔的。
相對(duì)連續(xù)介質(zhì)材料而言, 多孔材料一般具有相對(duì)密度低、比強(qiáng)度高、比表面積高、重量輕、隔音、隔熱、滲透性好等優(yōu)點(diǎn)。具體來說, 多孔材料一般有如下六種特性:
1. 機(jī)械性能的改變
應(yīng)用多孔材料能提高強(qiáng)度和剛度等機(jī)械性能, 同時(shí)降低密度
對(duì)機(jī)械波及機(jī)械振動(dòng)的傳播性能的改變
2.波傳播至兩種介質(zhì)的界面上時(shí), 會(huì)發(fā)生反射和折射。由于多孔的存在, 增多了反射和折射的可能, 同時(shí)衍射的可能也增多了。所以多孔材料能起到阻波的作用。利用這種性質(zhì), 多孔材料可以用作隔音材料、減振材料和抗爆炸沖擊的材料
3.對(duì)光電性能改變
多孔材料具有獨(dú)特的光學(xué)性能, 微孔的多孔硅材料在激光的照射下可以發(fā)出可見光, 將成為制造新型光電子元件的理想材料。多孔材料的特殊光電性能還可以制出燃料電池的多孔電極, 這種電池被認(rèn)為是下一代汽車最有前途的能源裝置。
4.選擇滲透性
由于目前人們已經(jīng)能制造出規(guī)則孔型而且排列規(guī)律的多孔材料,并且, 孔的尺寸和方向已經(jīng)可以控制。利用這種性能可以制成分子篩, 比如高效氣體分離膜、可重復(fù)使用的特殊過濾裝置等。
5.選擇吸附性
由于每種氣體或液體分子的直徑不同, 其運(yùn)動(dòng)的自由程不同, 所以不同孔徑的多孔材料對(duì)不同氣體或液體的吸附能力就不同??梢岳眠@種性質(zhì)制作出用于空氣或水凈化的高效氣體或液體分離膜, 這種分離膜甚至還可重復(fù)使用。
6.化學(xué)性能的改變
多孔材料由于密度的變小, 一般材料的活性都將增加。基于具有分子識(shí)別功能的多孔材料而產(chǎn)生的人造酶, 能大大提高催化反應(yīng)速度。
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